[發明專利]一種鋼絲繩酸洗廢酸資源化處置工藝的系統和方法

有效

• 申請號: 201610129121.5
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN105603447B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 張毅敏;彭福全;孔明;巫丹;朱月明;高月香;黃海嘯
• 申請（專利權）人: 環境保護部南京環境科學研究所
• 主分類號: C23G3/00
• 分類號: C23G3/00;C23G1/36
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明涉及一種鋼絲繩酸洗廢酸資源化處置工藝的系統和方法，屬于環保領域廢水處理范疇。

背景技術

半成品鋼材料存放過程中或經熱處理后，表面會生成一層硬而脆的氧化鐵皮層，為保證鋼絲繩表面化學性能利于后續工藝操作，氧化鐵皮必須徹底去掉。目前，鋼企一般采用酸洗的方法去除這層氧化鐵皮，鹽酸、硝酸、硫酸、氫氟酸等酸均被用于酸洗工序，低碳鋼企一般采用鹽酸酸洗，軋鋼廠不銹鋼酸洗硝酸、硫酸、氫氟酸均有使用。生產實踐中發現鹽酸較其他酸液消耗量少成本低、酸洗更加快速，清洗效果更好，因此從上世紀60年代，大量鋼加工酸洗工藝逐漸以鹽酸為主取代其他酸類。鋼絲繩是至少由兩層鋼絲或多個股圍繞一個中心或一個繩芯螺旋捻制而成的結構。目前南通鋼絲繩企業酸洗基本以鹽酸酸洗為主，一般酸洗工序稀釋濃鹽酸至18％左右進行酸洗，當酸液濃度降至10％以下，酸液中金屬離子達到一定濃度、酸洗效果顯著下降達不到使用要求時將視為廢酸處理掉。目前我國企業每年排放的廢酸液大于1×10⁶m³/a，美國產生6×10⁶m³/a，歐盟3×10⁵m³/a，其中除少部分用于印染廢水中和絮凝處理，大部分委托專業機構作為危廢處置，處理成本約250元/t。廢酸液危害大，酸性毒性強、有毒有害重金屬離子(鐵、鉛、鋅等)濃度高，按國家環保排放要求是不能直接排放，處置不當容易引起嚴重的二次污染問題，目前已被國家列入危險廢物進行管理(代碼HW34)，美國EPA也將其列為危險廢物名錄(代碼K062)。目前，我國尚未單獨對酸洗廢液的排放限值實施國家標準，但是各地都出臺了各自的地方標準，如浙江省實施了地方標準《酸洗廢水排放總鐵濃度限值》(DB33/844-2011)，對浙江省酸洗企業及酸洗工序的其他企業(不含電鍍企業)的酸洗廢液總鐵排放實施10mg/L的規定，并對太湖流域實行2.0mg/L的特別排放濃度限值。鋼絲繩含碳量一般介于0.5％-0.8％，屬于低碳鋼，鋼絲繩行業與其他金屬制品鋼加工過程不同的是在生產過程中進行鉛浴淬火處理，在生產過程使用鹽酸進行酸洗，產生大量含鉛廢酸液，主要成分有：游離酸、氯化亞鐵、氯化鉛、氯化鋅和水。

目前針對鋼絲繩酸洗廢酸資源化處置技術研究較少，CN103864254B公開了一種鋼繩酸洗磷化酸性廢液除鉛鋅處理及綜合利用的方法，通過螯合劑沉淀鉛機械分離后去除鉛；還原蒸發結晶得到氯化亞鐵晶體和冷凝的鹽酸酸液，處理后鉛離子濃度≤8mg/L，去除率分別達≥99.5％。處理后的鉛離子濃度依然超出排放標準。CN101428760B公開了一種鋼絲繩酸洗磷化廢液回收鹽酸和氯化亞鐵的方法和裝置，通過石墨預熱多段外置強制循環蒸發冷凝，得到濃縮鹽酸和氯化亞鐵結晶，處理后廢水中含氯化氫≤1％，可有效治理污染，但沒有從根本上去除鉛。朱桂平等(金屬制品，2013,39(4):47-50)人研究流化床法廢鹽酸再生技術在處理制繩鋼絲廢鹽酸液上的應用，流化床的副產品是毫米級的鐵球，較噴霧焙燒法微米級的粉末氧化鐵粉不存在二次粉塵污染，重金屬鉛會固化在鐵球中，產生的鐵鉛氧化物不會污染環境。此法由于高濃度的初始廢酸液對設備的腐蝕極為嚴重，維護成本昂貴。

現有技術優點突出，但也存在不能徹底除鉛、設備腐蝕嚴重和回收鹽酸濃度純度低等缺點。如圖1、圖2、圖3所示，圖1為傳統廢酸處理系統，中和處理后產生大量含鉛污泥(被列為危險廢物)，堆積在廠房無法合理處置，并且造成大量有用資源的浪費。圖2為傳統廢酸資源化處置工藝系統，通過蒸發回收鹽酸，同時結晶回收氯化鐵晶體。此法回收酸液濃度較低，很難滿足酸洗濃度要求，且為從根本上去除重金屬鉛。圖3也是傳統廢酸資源化處置工藝系統，此法應用較多，但高濃度的廢酸造成嚴重的腐蝕問題，更換維護成本太高。

發明內容

本發明目的是：提供一種鋼絲繩酸洗廢酸資源化處置工藝的系統和方法，克服傳統工藝不能徹底除鉛和設備腐蝕嚴重等缺點，實現鋼絲繩酸洗廢酸資源處置。

本發明采用的技術方案是：

一種鋼絲繩酸洗廢酸資源化處置工藝的系統，系統主要包括高壓氯化氫分離系統、低壓脫水系統和高溫焙燒系統；高壓氯化氫分離系統、低壓脫水系統和高溫焙燒系統依次相連；高壓氯化氫分離系統還連有氯化氫吸收裝置，用于吸收由氯化氫分離系統分離出來的高濃度氯化氫氣體；低壓脫水系統還連有冷凝裝置，用于冷凝由脫水系統蒸餾出來的含微量氯化氫氣體的水蒸氣；高溫焙燒系統還連有吸收裝置，用于吸收焙燒系統焙燒產生的氯化氫氣體。